DOE Giải thích...Máy tính Lượng tử

Máy tính lượng tử là những máy tính bao gồm các bit lượng tử, hay “qubit”, đóng vai trò tương tự như các bit trong máy tính kỹ thuật số ngày nay. Các định luật của cơ học lượng tử cho phép các qubit mã hóa thông tin nhiều hơn theo hàm mũ so với các bit. Bằng cách thao tác thông tin được lưu trữ trong các qubit này, các nhà khoa học có thể nhanh chóng tạo ra các giải pháp chất lượng cao cho các vấn đề khó khăn. Điều này có nghĩa là tính toán lượng tử có thể cách mạng hóa khả năng giải quyết các vấn đề vốn khó giải quyết ngay cả với những siêu máy tính lớn nhất. Các nhà khoa học đã chứng minh những sự tăng tốc lượng tử này trong một số ứng dụng, bao gồm cả tìm kiếm cơ sở dữ liệu. Cuộc đua hiện đang diễn ra để tìm kiếm những ứng dụng khác.

Các nhà nghiên cứu kỳ vọng máy tính lượng tử sẽ đặc biệt giỏi trong việc tính toán các tính chất của các hệ thống vật lý mang tính cơ học lượng tử vốn có. Các ứng dụng này bao gồm các phân tử được sử dụng làm chất xúc tác hóa học, mặc dù có kích thước lớn nhưng vẫn chịu tác động của cơ học lượng tử. Chúng cũng bao gồm các quark và gluon kết tụ lại với nhau bên trong hạt nhân nguyên tử. Máy tính lượng tử cũng có thể đặc biệt giỏi trong việc giải quyết các bài toán tối ưu hóa, liên quan đến việc chọn giải pháp thay thế tốt nhất từ một phạm vi rộng lớn các tùy chọn. Các máy tính lượng tử hiện nay là những nguyên mẫu nhỏ, dễ nhiễu, nhưng lĩnh vực này đang tiến triển nhanh chóng. Máy tính lượng tử có thể sớm trở thành một phần quan trọng của bối cảnh điện toán khi chúng ta tiến xa hơn các máy tính Exascale tiên tiến nhất.